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COMUNICAÇÃO TÉCNICA ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Nº 174696
Reação álcali-agregado; introdução
Eduardo Brandau Quitete
Palestra apresentada no Workshop Reações Expansivas no Concreto, 2017, São Paulo.
A série “Comunicação Técnica” compreende trabalhos elaborados por técnicos do IPT, apresentados em eventos, publicados em revistas especializadas ou quando seu conteúdo apresentar relevância pública. ___________________________________________________________________________________________________
Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S/A - IPT
Av. Prof. Almeida Prado, 532 | Cidade Universitária ou Caixa Postal 0141 | CEP 01064-970
São Paulo | SP | Brasil | CEP 05508-901 Tel 11 3767 4374/4000 | Fax 11 3767-4099
www.ipt.br
Introdução à RAA
Reação álcali-agregado (RAA): reação química no concreto entre
alguns constituintes presentes em certos tipos de agregados e
componentes alcalinos (principalmente Na e K) que estão
dissolvidos na solução dos poros (e fissuras) do concreto. Sua
ocorrência está condicionada à presença simultânea de três fatores:
agregado potencialmente reativo, umidade e álcalis.
Agregado
potencialmente reativo
Água Álcalis disponíveis
Introdução à RAA
Meio ultra básico,
com OH- e Na+, K+
e Ca+
Formação de gel
silico-alcalino
Avidez do gel por
H2O
Aumento
considerável de
volume
Foto: Leal, P. R. M
Introdução à RAA
Avaliação da microporosidade associada à patologia utilizando
fluorsceína Foto: Leal, P. R. M
Introdução à RAA
Reação álcali-agregado (RAA): reação química no concreto entre
alguns constituintes presentes em certos tipos de agregados e
componentes alcalinos (principalmente Na e K) que estão
dissolvidos na solução dos poros (e fissuras) do concreto. Sua
ocorrência está condicionada à presença simultânea de três fatores:
agregado potencialmente reativo, umidade e álcalis.
Agregado
potencialmente reativo
Água Álcalis disponíveis
Introdução à RAA
Figura 1 – Esquema apresentando as feições típicas de “fissuras em mapa” na
superfície e fissuras supparalelas em concreto afetado pela reação álcali-agregado.
Fonte: ACI 221.1R-98 1998 Apud Fournier B. & Bérubé, M.A. 2000.
Introdução à RAA
Reação álcali
agregado
Reação álcali sílica
Reação álcali silicato
Reação álcali-carbonato
RAA
RAS RAC
Introdução à RAA
• A RAA pode ocorrer sem necessariamente afetar
a estrutura.
• Em geral leva anos para ser percebida.
• A RAA é particularmente prejudicial em
estruturas massivas, como barragens e pontes.
• A RAA também ocorre em estruturas menores.
Introdução à RAA
Ponte Elgeseter em Trondheim, Noruega, construída em 1949-1951. Expansões
percebidas em 1985 e RAA confirmada em 1991.
Fonte: Jensen, 2004.
Introdução à RAA
• A RAA pode ocorrer sem necessariamente afetar a
estrutura.
• Em geral leva anos para ser percebida.
• A RAA é particularmente prejudicial em estruturas
massivas, como barragens e pontes.
• A RAA também ocorre em estruturas menores.
• A RAA é estudada no Brasil desde a década de 60,
mas por muito tempo foi considerada como um
problema restrito a barragens.
Introdução à RAA
• A RAA pode ocorrer sem necessariamente afetar a
estrutura.
• Em geral leva anos para ser percebida.
• A RAA é particularmente prejudicial em estruturas
massivas, como barragens e pontes.
• A RAA também ocorre em estruturas menores.
• A RAA é estudada no Brasil desde a década de 60, mas
por muito tempo foi considerada como um problema
restrito a barragens.
• É muito mais fácil prevenir do que tentar mitigar.
Introdução à RAA – Breve histórico
• O primeiro trabalho sobre a RAA foi publicado por Stanton
em 1940.
• No Brasil, o primeiro estudo sobre a RAA foi realizado no
início da década de 60 por Heraldo Gitahy para a
construção da barragem de Jupiá.
• No começo da década de 80 a RAA voltou a ser
preocupação no Brasil com o diagnóstico da reação na
barragem de Moxotó.
• 20 anos depois, a RAA voltou a ser tema de preocupação
depois dos diversos casos registrados em Recife, em ponte
e fundações de edifícios residenciais e comerciais.
• ABNT NBR 15577:2008 (2017?)
ABNT NBR 15577:2008 – Parte 1
Análise de risco quanto à possibilidade de ocorrência de
manifestações patológicas relativas à reação álcali-
agregado.
Requisitos para avaliação da reatividade potencial álcali-
agregado do agregado.
Medidas preventivas para o emprego de agregado em
concreto quando este for potencialmente reativo ou
quando houver dúvidas quanto a sua reatividade.
ABNT NBR 15577:2008 – Parte 1
Análise petrográfica
Método acelerado das barras de argamassa
Expansão aos 30 dias 0,19%
Expansão aos 30 dias < 0,19%
Expansão em 1 ano
> 0,04%
Expansão em 1 ano
< 0,04%
Método de longa duração dos prismas de concreto
Potencialmente reativo
(Voltar ao fluxograma da Figura 1)
Potencialmente inócuo (Voltar ao fluxograma da Figura 1)
Figura 2 – Fluxograma para classificação laboratorial do agregado quanto a RAA
Figura 3 – Fluxograma da avaliação da eficiência de materiais inibidores da reação
Ou 30 dias
Versão
2017
Contato entre o diabásio e o gnaisse encaixante (em baixo, de cor
mais clara) em pedreira no município de Jaguariúna, SP.
ABNT NBR 15577:2008 – Parte 3 Petrografia
Quartzo monocristalino
em cristais grandes Quartzo policristalino,
microgranular
Quartzo reativo quando apresenta grande área específica,
ou seja, considerado reativo quando
< 0,15 mm (microgranular ou microcristalino)
Fotos: Leal, P. R. M
ABNT NBR 15577:2008 – Parte 4 Ensaio acelerado
Ensaio acelerado em barras de argamassa
• Solução concentrada de NaOH
• 80oC
• Resultado em 30 dias (+ preparação)
ABNT NBR 15577:2008 – Parte 4 Ensaio acelerado
24 h
H2O 80oC
24 h
100 %
umidade
Fotos: Miranda, A. O.
ABNT NBR 15577:2008 – Parte 5 Mitigação
Acelerado barras de argamassa por imersão em NaOH 1N 80oC
Quaisquer dos tipos de cimentos portland normalizados
(CP I, CP II, CP III, CP IV ou CP V),
em combinação ou não com adições de materiais pozolânicos
ou de escória de alto-forno moída ou sílica ativa.
< 0,10 % 16 dias
ABNT NBR 15577:2008 – Parte 6 Prisma de concreto
Prismas de concreto por pelo menos 1 ano a 38o C e
> 95 % de umidade.
250 mm x 75 mm x 75 mm
Graúdo? usar miúdo conhecido como inócuo
Miúdo ? usar graúdo conhecido como inócuo
≥ 0,04% em 1 ano o agregado é considerado
potencialmente reativo
Para encerrar:
• “No caso de estrutura em serviço afetada pela reação álcali-agregado, o gestor, atualmente, não dispões de método que resulte na supressão definitiva do fenômeno e de seus efeitos.”
Para encerrar:
• “No caso de estrutura em serviço afetada pela reação álcali-agregado, o gestor, atualmente, não dispões de método que resulte na supressão definitiva do fenômeno e de seus efeitos.”
Porém:
• “...é muito raro que seja necessário demolir uma estrutura devido à reação álcali-agregado.”
(Ollivier & Vichot. Durabilidade do Concreto. Versão em português de 2014 da edição de 2008. Ibracon)
Referências
• Fournier B. & Bérubé, M.A. 2000. Alkali–aggregate reaction in concrete:
a review of basic concepts and engineering implications. Can. J. Civ.
Eng., 27: 167–191.
• Jensen, V. 2004. Alkali–silica reaction damage to Elgeseter Bridge,
Trondheim, Norway: a review of construction, research and repair up to
2003. Mat; Charact. 53: 155–170.
• Rodrigues, E. de P. 1994. Parâmetros texturais de deformação em
“granitóides” e sua relação com a reação álcali-agregado: Aplicação ao
concreto da Barragem de Pedro Beicht, SP. Tese de Doutoramento
apresentada ao Instituto de Geociências. USP. São Paulo.